В ТАЗИ СТАТИЯ:

  • Една мисия до Марс ще изисква усъвършенстван компютърен капацитет за намаляване на закъсненията в комуникациите и осигуряване на оцеляването на астронавтите
  • В опит за ускоряване на тази мисия HPE и NASA изпратиха суперкомпютър в космоса на космическия кораб SpaceX Dragon
  • Spaceborne Computer е едногодишен експеримент – приблизително същият период от време ще отнеме достигането до Марс – който ще тества способността на суперкомпютъра да функционира в тежките условия в космоса.

От по-бързо разрешаване на проблеми до оцеляване на астронавтите, бордовият компютър е първата стъпка към разработване на усъвършенствани бордови компютърни системи.

На 14 август 2017 г. ракетата SpaceX CRS -12, разработена от SpaceX на Илон Мъск, излетя от космическия център Кенеди, Флорида, изпращайки космическия кораб Dragon към Националната лаборатория на международната космическа станция (ISS). На борда на Dragon беше суперкомпютър на HPE.

Този суперкомпютър, наричан Spaceborne Computer е част от едногодишен експеримент на HPE и NASA за управление на високопроизводителна компютърна система серийно производство (COTS) в космоса, което не е правено досега. Целта е системата да работи безпроблемно в тежките условия на космоса за период от една година – приблизително същият интервал от време, което ще отнеме пътуването до Марс.

Ускоряване на мисията до Марс

Голяма част от изчисленията, необходими за космически изследователски проекти все още се извършват на Земята поради ограничените изчислителни възможности в космоса – предизвикателство при преноса на данни до и от космоса. Докато този подход върши работа за космически изследвания на Луната или в ниската околоземна орбита, когато астронавтите могат да бъдат в комуникация със Земята в почти реално време, при по-далечни пътувания и в по-голяма близост до Марс астронавтите ще бъдат изложени на по-големи закъснения в комуникацията – достигането на комуникациите до Земята би отнело до 20 минути и още 20 минути за достигането на отговорите до астронавтите. Такова продължително забавяне на комуникациите би затруднило и направило потенциално опасни всякакви проучвания на място в случай, че астронавтите се сблъскат със критични за мисията сценарии, с които не биха могли да се справят със собствени сили.

Една мисия до Марс ще изисква усъвършенствани бордови компютърни технологии, способни на удължени периоди на непрекъсната експлоатация. За да бъдат изпълнени тези изисквания, се налага да подобрим жизнеспособността на технологията в космоса за по-добро обезпечаване на успеха на мисията. С изпращането на суперкомпютър в космоса НРЕ предприема първата стъпка в тази посока. Бъдещи фази на експеримента ще включват изпращането на МКС други нови технологии и усъвършенствани компютърни системи като тези с memory-driven computing архитектура, след като научим повече за начина на работа на бордовия компютър в космоса.

Уроците от мисията до Луната

Когато Съединените щати успешно изпратиха двама мъже на луната, това завладя вниманието на света и вдъхнови технологични достижения от микрочипа до мемори пяната. Мисията до Марс е следващата възможност да придвижим техническите иновации до новата технологична граница. Експериментът с бордовия компютър не само ще ни покаже какво трябва да бъде направено за ускоряване на изчисленията в космоса. Той също така ще стимулира открития за начини на подобряване на високопроизводителните изчисления на Земята и има потенциала да предизвика „ефекта на доминото“ в други области на технологичните иновации.

„Бордовият компютър може да предизвика „ефекта на доминото“ в други области на технологичните иновации“

НРС в космоса

Бордовият компютър включва системи НРЕ Apollo 40 с високоскоростна НРС междусистемна връзка, работещи под Linux. Въпреки липсата на хардуерни модификации на тези компоненти създадохме уникален корпус с водно охлаждане за хардуера и разработихме системен софтуер със специално предназначение за справяне с ограниченията на средата и изисквания за надеждност за високопроизводителни изчисления в космоса.

За да може НАСА да одобри компютрите за работа в космоса, оборудването трябва да бъде „пригодено за експлоатация в неблагоприятни условия“ – или подсилено, за да издържи на условията в космоса като радиацията, слънчевите изригвания, субатомните частици, микро-метеоритите, нестабилното електрозахранване и нередовното охлаждане. Това физическо подсилване отнема време, пари и добавя тегло, затова НРЕ са предприели друг подход за „подсилване“  на системите чрез софтуер. Системният софтуер на НРЕ ще управлява регулирането в реално време на компютърните системи на базата на текущите условия и може да смекчава въздействието на дължащи се на околната среда грешки. Дори и без традиционно „приспособяване към неблагоприятни условия“ системата е преминала успешно най-малко 146 теста за безопасност и сертифицирания, за да получи одобрение от НАСА за работа в космоса.

Поглед назад към 30 години в космоса

Чрез придобиването на SGI, Hewlett Packard Enterprise има вече 30-годишни работни отношения с NASA. Тези отношения са дали началото на съвместното разработване на първото IRIX изображение в автономна система през 1998 г. „За това време сме постигнали много ключови цели, включително съвместното разработване на един от най-големите и най-бързи суперкомпютри Columbia, суперклъстер от 10,240 процесора, който беше обявен за втория най-бърз суперкомпютър в света в класацията Top500 през 2004 г.“ Днес бордовият компютър Spaceborne съдържа изчислителни възли от същия клас като най-добрия суперкомпютър на НАСА, Pleyades, заемащ в момента 9-та позиция в света.

“Ние гледаме на експеримента с бордовия компютър като подходящо допълнение към нашето портфолио HPE Apollo, със специално предназначение за високопроизводителни изчисления. В НРЕ сме наистина ентусиазирани от разширяването на работата си с НАСА, организирането на първото изстрелване на НРС в космоса и предприемането на стъпка напред към мисията до Марс.“
– Ален Андреоли, Старши вицепрезидент и изпълнителен директор Data Center Infrastructure Group, HPE